本文關(guān)鍵詞：攜能認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作通信方案研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線通信系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展遇到頻譜資源匱乏、網(wǎng)絡(luò)能量受限、傳統(tǒng)點到點通信接近香農(nóng)極限等前所未有的巨大挑戰(zhàn)。認(rèn)知無線電的橫空出世極大限度地提高了現(xiàn)有頻譜資源的利用率,有效地緩解了頻譜資源稀缺問題。能量收集技術(shù)由于其可以為無線通信節(jié)點無間斷地提供綠色無污染的能量和便捷部署的特點,而成為解決網(wǎng)絡(luò)受限問題實現(xiàn)綠色通信的有效方法。本文主要就認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中主次用戶間能量與信息的雙重合作問題進(jìn)行研究,有以下幾點結(jié)論:針對通過時隙切換收集能量的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò),研究了主次用戶間能量與信息的合作方案,即次用戶作為主用戶的中繼節(jié)點協(xié)助其完成傳輸信息,為自己爭取更多的機(jī)會接入主用戶的授權(quán)頻段;同時次用戶從主用戶發(fā)送端的RF信號中收集能量為中繼轉(zhuǎn)發(fā)和自身傳輸供能。通過聯(lián)合優(yōu)化主次用戶的頻段使用時隙和發(fā)射功率分配,最大化了次用戶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)吞吐量。針對次用戶基于功率分割的接收機(jī)結(jié)構(gòu),RF信號被功率分割裝置分為兩部分,分別用于主用戶的信息解碼和RF能量收集,提出了基于功率分割的主次用戶協(xié)同通信方案,為主次用戶之間的能量與信息合作提供了一個額外的自由度,并使其可以在一個時隙內(nèi)同時完成,有助于認(rèn)知中繼在接收信息與收集能量之間實現(xiàn)更好的折中。考慮認(rèn)知中繼發(fā)送信號時的子載波分配問題,即把認(rèn)知中繼的子載波分為兩部分,分別用于主用戶的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和自身的信息傳輸,使二者可以在同一時隙內(nèi)得到更好的平衡。對于產(chǎn)生的混合整數(shù)優(yōu)化問題,本文提出了基于分支定界的最優(yōu)迭代優(yōu)化算法和基于對偶分解的次優(yōu)迭代算法。后者性能接近最優(yōu)算法,但是運算量要小很多。結(jié)合認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的通信環(huán)境和能量收集的資源特性,仿真結(jié)果表明本文提出的主次用戶在能量和信息兩個維度上的協(xié)作通信方案,能夠更強(qiáng)力地保證主用戶的通信服務(wù)質(zhì)量,并極大地增加次用戶的吞吐量,從而有效地提高認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的整體通信性能。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知網(wǎng)絡(luò) 能量收集 無線攜能通信 協(xié)作通信 正交頻分多址
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 專用術(shù)語注釋表9-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-15
• 1.1.1 認(rèn)知無線電簡介11-12
• 1.1.2 協(xié)作通信技術(shù)簡介12-14
• 1.1.3 能量收集技術(shù)簡介14-15
• 1.2 認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中能量收集技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)的融合15-16
• 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 相關(guān)基礎(chǔ)知識18-30
• 2.1 RF能量收集技術(shù)基礎(chǔ)18-22
• 2.1.1 RF能量的傳播模型19
• 2.1.2 RF能量收集的硬件實現(xiàn)19-20
• 2.1.3 攜能接收機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計20-22
• 2.2 協(xié)作中繼技術(shù)基礎(chǔ)22-24
• 2.2.1 協(xié)作中繼在RF能量收集中的應(yīng)用23-24
• 2.2.2 協(xié)作中繼在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用24
• 2.3 凸優(yōu)化理論基礎(chǔ)24-28
• 2.3.1 基本概念與定義24-26
• 2.3.2 凸優(yōu)化問題26-27
• 2.3.3 Lagrange對偶與KKT條件27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于時隙切換的攜能認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作通信研究30-39
• 3.1 系統(tǒng)模型30-32
• 3.1.1 攜能認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)30-31
• 3.1.2 攜能認(rèn)知中繼結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2 基于時隙切換的協(xié)作通信方案32-36
• 3.2.1 主次用戶間信息和能量協(xié)作的數(shù)學(xué)描述32-34
• 3.2.2 優(yōu)化問題描述34
• 3.2.3 基于凸優(yōu)化的聯(lián)合資源分配算法34-36
• 3.3 仿真及性能分析36-38
• 3.3.1 仿真參數(shù)設(shè)置36
• 3.3.2 仿真結(jié)果分析36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于功率分割的攜能認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作通信研究39-47
• 4.1 系統(tǒng)模型39-40
• 4.2 基于功率分割的協(xié)作通信方案40-44
• 4.2.1 主次用戶間信息和能量協(xié)作的數(shù)學(xué)描述40-42
• 4.2.2 優(yōu)化問題描述42
• 4.2.3 基于一維搜索的聯(lián)合資源分配算法42-44
• 4.3 仿真及性能分析44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 基于OFDMA的攜能認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作通信研究47-57
• 5.1 系統(tǒng)模型47-48
• 5.2 結(jié)合子載波分配的協(xié)作通信方案48-50
• 5.2.1 結(jié)合載波分配的協(xié)作通信的數(shù)學(xué)描述48-50
• 5.2.2 優(yōu)化問題描述50
• 5.3 聯(lián)合資源分配算法50-55
• 5.3.1 基于分支定界的聯(lián)合資源分配算法設(shè)計51-52
• 5.3.2 基于對偶分解的的聯(lián)合資源分配算法設(shè)計52-55
• 5.4 仿真及性能分析55-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 本文的研究工作總結(jié)57-58
• 6.2 下一步的研究工作與展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文62-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利63-64
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目64-65
• 致謝65

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5 高贊;攜能認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作通信方案研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

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